一种带有均衡电路的串连电池组SOC估算方法

摘要

本发明涉及一种带有均衡电路的串连电池组SOC估算方法。所述的方法通过在充放电阶段对电压最低或最高的电池单体进行自适应扩展卡尔曼滤波的SOC估算，从而得到串连电池组的SOC。为了消除噪声对测量信号的影响，并分析非稳态剧烈变化的电压和电流信号，在自适应扩展卡尔曼滤波前加入小波变换，用于信号的降噪和分析。考虑到各电池参数和开路电压‑荷电状态（Open Circuit Voltage‑State of Charge,OCV‑SOC）曲线随温度、SOC的变化而变化，本方法可以进行参数的在线更新，提高SOC估算的精度。此种估算方法可以在保证串连电池组安全工作的情况下，准确估算电池组的SOC，适用于主动和被动均衡。同时，本方法可以有效消除噪声的影响，并对电压、电流信号进行有效分析。

主权项

一种带有均衡电路的串连电池组SOC估算方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立改进的电池等效电路模型；(2)对电池组中任选的电池单体进行不同温度、不同SOC下的电池等效电路模型中的OCV、欧姆内阻、极化电阻和极化电容各参数的测试，再进行多项式拟合得到不同温度下电池单体OCV、欧姆内阻、极化电阻和极化电容各参数与SOC的关系式；(3)根据带有均衡电路的串联电池组上个充放电过程结束时电池管理系统记录的SOC终值初始化本次充放电的SOC初值，并判断充放电状态；(4)放电时选择端电压最低，即端电压为V_min的电池单体作为电池组SOC估算对象；充电时选择端电压最高，即端电压为V_max的电池单体作为电池组SOC估算对象；充放电过程中出现的不充不放阶段，仍选择上一时刻选择的电池单体作为电池组SOC估算对象；(5)读取所选电池单体的端电压、母线电流、均衡电流和温度；(6)对步骤(5)中读取的端电压、母线电流、均衡电流进行小波分解、降噪和重构，得到降噪后的端电压、母线电流和均衡电流；(7)根据步骤(5)中读取的温度，分别选择当前温度下电池等效电路模型中电池单体OCV、欧姆内阻、极化电阻、极化电容与SOC的关系式；再根据上一个估算循环估算得到的SOC估算值，求出当前温度和SOC状态下的电池单体OCV、欧姆内阻、极化电阻、极化电容的数值；对于第一次循环，由上个充放电过程结束时电池管理系统记录的SOC终值求出当前温度和SOC状态下的电池单体OCV、欧姆内阻、极化电阻、极化电容的数值；(8)由步骤(6)得到的降噪后的电池单体端电压、母线电流、均衡电流，以及步骤(7)得到的当前温度和SOC下的OCV、欧姆内阻、极化电阻和极化电容，通过自适应扩展卡尔曼滤波估算带有均衡电路的电池组的SOC，得到当前时刻的SOC估算值；(9)判断充电或放电是否结束，结束则停止估算，电池管理系统记录步骤(8)估算得到的SOC估算值作为SOC终值；未结束则继续步骤(4)‑(9)，其中，步骤(8)得到的SOC估算值，用于下一个估算循环的步骤(7)估算电池等效电路模型中的各个参数。